(57)【要約】【課題】固体撮像素子のカラーフィルタをカラーレジストで形成する際、その露光時に顔料がレジストから昇華して露光装置内に付着する。【解決手段】ＣＣＤイメージセンサの基本的な構造が形成された半導体基板６０にカラーレジストを塗布し、レジスト膜６２を形成する。さらにこのレジスト膜６２上に昇華防止膜６４を成膜する。昇華防止膜６４は、露光光源に対する透過性と、レジスト膜６２に含まれる顔料等の外部への昇華を阻止する機能とを有するように材料及び厚さが選択される。昇華防止膜６４が形成された半導体基板６０ｂを露光装置に載置し、フォトマスク６６を介して紫外線を照射し、レジスト膜６２の露光を行う。露光後行われるレジスト膜６２の現像処理にて昇華防止膜６４を除去する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に塗布されたフォトレジスト膜をパターン形成処理するレジストパターン形成方法であって、
前記フォトレジスト膜の表面に光透過性を有する昇華防止膜を形成する昇華防止膜形成ステップと、
前記昇華防止膜形成ステップ後に前記フォトレジスト膜を露光装置にて露光する露光ステップと、
を有することを特徴とするレジストパターン形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載のレジストパターン形成方法において、
前記基体は、光学素子を予め形成され、
前記フォトレジスト膜は、着色料を含んだカラーレジストであって、前記光学素子の表面に配置され前記着色料に応じた透過色の光透過フィルタとされること、
を特徴とするレジストパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトレジストのパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造プロセスにおいては、フォトリソグラフィ技術を用いて、半導体基板上に回路パターンの形成が行われる。このフォトリソグラフィでは、フォトレジスト（以下、レジスト）が半導体基板に塗布され、フォトマスクを用いて露光される。露光による光の照射の有無に応じて、レジストは選択的に現像液に対して不溶化され、不溶化されなかった部分を現像処理により除去することで、半導体基板上にフォトマスク上のパターンが転写される。例えば、このパターニングされたレジストを用いることで、レジストが残された部分と除去された部分とで半導体基板に対するエッチングやイオン注入を選択的に行うことができる。
【０００３】
また、レジストは、固体撮像素子の撮像部等に搭載されるカラーフィルタの材料としても利用される。例えば、可視光を透過するレジストに顔料や染料を混ぜて透過色を調整し、これを撮像部上に塗布しパターニングして受光画素（光学素子）の位置に対応したカラーフィルタを形成することができる。複数の透過色毎にカラーレジストの塗布とパターニングを繰り返すことで、例えば、複数の色が周期的に配置されたフィルタアレイを形成することができる。
【０００４】
図３は、半導体基板上にレジストのパターンを形成する工程の概略のフロー図である。また、図４は、レジストパターンを形成する工程を説明する模式図であり、図４（ａ）はレジスト塗布工程、同図（ｂ）は露光工程、同図（ｃ）は現像工程を側方から見た様子を示している。レジストは有機溶剤等から成る液状のものであり、この液状のレジストが例えばスピンコート等の方法で半導体基板２０上に塗布される（Ｓ２、図４（ａ））。表面にレジスト膜２２が形成された半導体基板２０ａはプリベーク処理において加熱され、これによりレジスト膜２２中の有機溶剤を揮発させる（Ｓ４）。その後、半導体基板２０ａは、露光装置に入れられ露光処理が行われる（Ｓ６）。露光処理では、フォトマスク２４を半導体基板２０ａの上に配置し、このフォトマスク２４を介して紫外線等の光２６を半導体基板２０ａに対して照射する（図４（ｂ））。これにより、フォトマスク２４のパターンがレジスト膜２２に焼き付けられる。露光後、現像処理が行われ、レジスト膜２２は選択的に除去され、例えば、ネガレジストを用いた場合には、光２６が照射された部分のレジスト膜２２ａが半導体基板２０上に残される（Ｓ８、図４（ｃ））。この現像処理は、レジストが露光光源の光を照射された部分と照射されなかった部分とで現像液に対する可溶度に差を生じることを利用して行われる。現像後、ポストベーク処理を行い、露光処理Ｓ６及び現像処理Ｓ８にてパターニングされたレジストを焼き締める（Ｓ１０）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
露光装置内にてレジストの露光を行う際、照射される光エネルギーにより、レジストから昇華成分が放出されることがある。例えば、固体撮像素子のカラーフィルタを形成するカラーレジストからは、それに含まれる顔料や染料が昇華することがある。昇華した成分は、露光装置内に付着し、装置やフォトマスクが汚れ、露光性能劣化や当該露光装置を用いて製造される半導体素子の品質低下につながるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであって、露光時の昇華物による露光装置内の汚れ等を防止しつつレジストパターンを形成する方法を提供することを目的
とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るレジストパターン形成方法は、フォトレジスト膜の表面に光透過性を有する昇華防止膜を形成する昇華防止膜形成ステップと、前記昇華防止膜形成ステップ後に前記フォトレジスト膜を露光装置にて露光する露光ステップと、を有するものである。
【０００８】
他の本発明に係るレジストパターン形成方法は、基体が、光学素子を予め形成され、前記フォトレジスト膜が、着色料を含んだカラーレジストであって、前記光学素子の表面に配置され前記着色料に応じた透過色の光透過フィルタとされるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、露光に先立って、フォトレジスト膜の表面に、昇華防止膜が形成されるので、露光時にフォトレジスト膜から露光装置内に昇華物が放出されることが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）であるカラーフィルタの製造方法について、図面に基づいて説明する。
【００１１】
本カラーフィルタは例えば、ＣＣＤイメージセンサの撮像部上に配置される。ＣＣＤイメージセンサは、イオン注入や熱酸化等のプロセスによって半導体基板に、受光部やＣＣＤシフトレジスタのチャネル等を形成され、さらに半導体基板上にポリシリコン膜等を積層し、これをパターニングしてＣＣＤシフトレジスタの転送電極を形成される。さらにその上に、パッシベーション膜、アルミニウム等の配線、平坦化膜等が積層される。カラーフィルタはその後、受光素子の上に形成される。
【００１２】
例えば、撮像部に行列配置された受光素子に複数の透過色のカラーフィルタがモザイク状に配置されたフィルタアレイが形成される。ちなみに、フィルタアレイを構成する色の種類としては、レッド、グリーン及びブルーからなる原色系の着色料セットや、シアン、マゼンタ、イエローからなる補色系の着色料セットなどが採用される。このカラーフィルタは、顔料や染料を混ぜて着色されたレジスト（カラーレジスト）で形成される。カラーレジストは、撮像部上に塗布されパターニングにより所定位置の受光画素上に対応付けられて形成される。複数の透過色毎にカラーレジストの塗布とパターニングを繰り返すことで、複数の色が周期的に配置されたフィルタアレイが形成される。
【００１３】
図１は、例えば平坦化膜等までの構造が形成されたＣＣＤイメージセンサの撮像部の表面にカラーフィルタのパターンを形成する工程の概略のフロー図である。また、図２は、カラーフィルタを構成するレジストパターンを形成する工程を説明する模式図であり、各工程を側方から見た様子を示している。
【００１４】
レジストは有機溶剤等から成る液状のものであり、この液状のレジストが例えばスピンコート等の方法でＣＣＤイメージセンサが形成される半導体基板６０上に塗布される（Ｓ４０）。図２（ａ）は、レジスト塗布後の半導体基板６０ａを示しており、半導体基板６０の表面にレジスト膜６２が形成されている。
【００１５】
この半導体基板６０ａはプリベーク処理を施される（Ｓ４２）。プリベーク処理Ｓ４２では、例えば赤外加熱、ホットプレート等の方法で半導体基板６０ａが加熱され、これによりレジスト膜６２中の有機溶剤を揮発させる。
【００１６】
プリベーク処理Ｓ４２後、昇華防止膜形成処理Ｓ４４が行われる。この処理Ｓ４４により、半導体基板６０ａのレジスト膜６２の表面に昇華防止膜６４が成膜される。昇華防止膜６４は、後で行われる露光処理での露光光源の光を透過可能であると共に、レジスト膜６２に含まれる顔料等が露光時に昇華することを防止するという条件を満たすように形成される。例えば、その条件を満たすように、材料が選択され、また塗布の厚みが設定される。昇華防止膜６４は、材料としては例えば、露光時の多重反射を防ぐ反射防止膜用の材料を用いることができ、塗布やＣＶＤ等の方法でレジスト膜６２上に成膜される。例えば、昇華防止膜６４の形成に用いられる反射防止膜用の材料として、AZ Electronic MaterialsのAZ Aquatar（登録商標）がある。図２（ｂ）は、昇華防止膜６４を形成後の半導体基板６０ｂを示している。
【００１７】
昇華防止膜６４を形成後、露光装置にてレジスト膜６２の露光が行われる（Ｓ４６）。この露光処理Ｓ４６では、半導体基板６０ｂの上方にフォトマスク６６が配置される。そして、半導体基板６０ｂとフォトマスク６６との目合わせを行った後、フォトマスク６６を介して紫外線等の光６８を半導体基板６０ｂに対して照射する。図２（ｃ）はこの露光処理の様子を示している。これにより、フォトマスク６６のパターンがレジスト膜６２に焼き付けられる。この露光処理Ｓ４６において、レジスト膜６２を昇華防止膜６４で覆っていることにより、レジスト膜６２からの顔料等の昇華が防止され、露光装置内が汚れることが防止される。
【００１８】
露光処理Ｓ４６の後、半導体基板６０ｂは露光装置から取り出され、現像装置にて現像が行われる（Ｓ４８）。現像は、レジストの種類に応じた専用の現像液を用いて行われる。レジスト膜６２は露光された部分とされなかった部分と現像液に対する可溶度に差を生じ、その差を利用してレジスト膜６２が選択的に除去される。例えば、ネガレジストを用いた場合には、光６８が照射された部分のレジスト膜６２ａが半導体基板６０上に残される。
【００１９】
この現像処理Ｓ４８にて、昇華防止膜６４も合わせて除去される。図２（ｄ）は現像処理後の様子を示している。なお、昇華防止膜６４が、その下に用いたレジスト膜６２に対する現像処理にて可溶又は剥離可能でない材質で形成されている場合には、現像処理Ｓ４８に先立って、昇華防止膜６４の除去処理を別途行う。
【００２０】
現像後、ポストベーク処理を行い、露光処理Ｓ４６及び現像処理Ｓ４８にてパターニングされたレジスト膜６２ａを焼き締める（Ｓ５０）。
【００２１】
以上の工程により、半導体基板６０上に１つの透過色に対応するカラーフィルタがパターニングされる。この処理を各透過色毎に繰り返して、ＣＣＤイメージセンサの撮像部上にカラーフィルタアレイを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ＣＣＤイメージセンサの撮像部の表面にカラーフィルタのパターンを形成する工程の概略のフロー図である。
【図２】レジストパターンを形成する工程を説明する模式図である。
【図３】半導体基板上にレジストのパターンを形成する従来の工程の概略のフロー図である。
【図４】レジストパターンを形成する従来の工程を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００２３】
６０  半導体基板、６２  レジスト膜、６４  昇華防止膜、６６  フォトマスク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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